徐州富奥电梯博客

课程设计（论文）任务书

一、课程设计（论文）的内容

      本设计主要是想通过对电梯的硬件及其软件的组成，以我们专业学习的可编程控制器（PLC）的知识为基础，深入了解和分析电梯控制系统的结构和运作，达到对所学知识的应用和延伸。

二、课程设计（论文）的要求与数据

1．熟悉PLC电梯自动控制系统的相关知识
① 掌握电梯系统涉及的相关知识和技术，包括：电梯系统的组成，可编程控制器（PLC）的原理及其应用等；
② 了解现阶段的PLC发展状况及未来的发展趋势；
③ 面前电梯系统有待改进的地方；
2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。
3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。
4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。

三、课程设计（论文）应完成的工作

1.分析和绘制电梯系统实用原理电路图

2．编写电梯自动控制系统程序

3．电梯控制系统程序的调试，结果要与设计要求数据相符合

4．完成课程设计报告的撰写

四、课程设计（论文）进程安排

五、应收集的资料及主要参考文献

<<电气控制与PLC应用>>,陈建明编著,电子工业出版社
<<电子线路设计>>,(第二版)华中科技大学谢自美主编,华中科技大学出版社

<<模拟电子技术>>,胡宴如 主编  高等教育出版社

<<过程控制仪表及控制系统>>,林德杰编著,机械工业出版社

发出任务书日期： 2011 年4月5日   指导教师签名：

计划完成日期：   2011年 4月18日   教学单位责任人签章：

目录

u可编程控制器（PLC）的发展以及应用.............. 1

     1概述......................................... 2

     2未来发展趋势................................. 3

u课题设计—可编程控制器（PLC）三层电梯控制系统.. 4

1课题设计背景及意义........................... 5

1) 

2三层电梯控制的功能要求....................... 6

3三层电梯设计要求............................. 7

u三层电梯控制系统的总体设计方案................. 8

1硬件设计..................................... 9

2软件设计.................................... 10

3程序流程.................................... 11

4电梯控制操作过程............................ 12

u总结.......................................... 13

1参考文献.................................... 14

2心得体会.................................... 15

l  可编程控制器（PLC）的发展以及应用

1 概述

PLC = Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器是以微处理器为核心，结合计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业控制装置。目前可编程控制器成为工业自动化领域中最重要应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。

PLC能广泛应用以各行各业，也正是由于它的自身优越性决定的：实现成本低‚范围广ƒ高速率 PLC能够提供高速的传输„永远在线 PLC属于"即插即用"…便捷

2未来发展趋势

产品规模向大、小两个方向发展大

‚PLC大力开发智能模块，加强联网通讯能力

ƒ增强外部故障的检测与处理能力

„新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。

…编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统 

†追求软硬件的标准化。

l  课题设计—可编程控制器（PLC）三层电梯控制系统

1课题设计背景及意义

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。

以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言!控制灵方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，通过对电梯控制系统的研究和设计，可以更加深入的了解和认识PLC技术的核心和未来发展的方向。

2三层电梯控制的功能要求

电梯停于1F或2F时，按3F电梯呼叫，电梯上升到3F才停止。

‚电梯停于2F或3F时，按1F电梯呼叫，电梯下降到1F才停止。

ƒ电梯停于1F时，按2F电梯呼叫，电梯上升到2F停止。

„ 电梯停于3F时，按2F电梯呼叫，电梯下降到2F停止。

…电梯停于1F时，2F和3F均有按钮呼叫，电梯先上升到2F，暂停2S，然后上升到3F停止。

†电梯停于3F时，2F和1F均有按钮呼叫，电梯先下降到2F，暂停2S，然后下降到1F停止。

‡电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效。

ˆ每层楼之间到达时间应在12S之内完成，否则电梯停机。

3三层电梯设计要求

电梯在上升的过程中只响应向上的呼叫，在下降的过程中只响应向下的呼叫，电梯向上或向下的呼叫执行完成后再执行反向呼叫。

‚电梯等待呼叫时，同时有不同呼叫时，谁先呼叫执行谁。

ƒ具有呼叫记忆、内选呼叫指示功能。

„具有楼层显示、方向指示、到站声音提示功能。

l  三层电梯控制系统的总体设计方案

1硬件设计

电梯机械组成系统结构：
   （1）曳引系统 
   （2）导向系统 
   （3）轿厢 
   （4）门系统 
   （5）重量平衡系统 

（6）电力拖动系统 
   （7）电气控制系统 
   （8）安全保护系统 

电梯控制系统硬件结构图

2软件设计

由于控制中PLC需要持续信号，并要求有灯光指示，所以输入按钮要连接到SR锁存器上以保持信号。此芯片将保持该信号直到此触发器被复位时清除，复位该触发器的是1层与3层的平层信号，所以当电梯到达最顶层或最底层时，复位信号使SR锁存器复位，但是2层复位信号由软件进行控制，因为二层为中间楼层。所以当此电梯正在上行或者下行时，且电梯有应当响应的运行方向时，其对应指示灯应闪烁以显示其当前所在楼层及运行状况，此时，PLC将重置对应已经响应的楼层呼叫信号。

电梯控制系统由三部分组成：内部呼叫指令，外部呼叫指令，电梯轿厢所在楼层。内部呼叫指令为轿厢内的指令按钮，包括1-3层内呼按钮，1个开门按钮，共4个。。电梯轿厢所在楼层通过三个LED显示，每层对应一个，通过电梯轿厢楼层由PLC直接控制。

I/O口地址分配：

I0.0   一层上楼按钮        I2.0 开门（梯内）

I0.1   二层上楼按钮        I2.1 关门（梯内）

I0.2   二层下楼按钮        Q0.0 一层上楼按钮指示灯

I0.3   三层上楼按钮        Q0.1 二层上楼按钮指示灯

I0.4   三层下楼按钮        Q0.2 二层下楼按钮指示灯

I0.5    一层行程开关      Q0.3 三层上楼按钮指示灯

I0.6   二层行程开关        Q0.4 三层下楼按钮指示灯

I1.0   三层行程开关        Q0.5 一层按钮指示灯（梯内）

I1.1   电梯门开状态        Q0.6 二层按钮指示灯（梯内）

I1.3   电梯门关状态        Q1.0 三层按钮指示灯（梯内）

I1.4   一层按钮（梯内）    Q1.1   电梯开门

I1.5   二层按钮（梯内）    Q1.2   电梯关门

I1.6   三层按钮（梯内）    Q1.3   电梯上行

SM0.1                     Q1.4   电梯下行

3程序流程

N1                              N6

// 初始化                       // 二层下行指示灯

LD     SM0.1                     LDN     M19.0

O      M15.0                      AN     M18.0

AN     I0.6                       AN     M18.1

A      M31.7                      AN     M17.0

=      M15.0                      AN     M19.1

N2                                AN     M18.2

// 一楼上行                       AN     M17.2

LD     I0.0                       =      M17.4

O      M16.0                    N7     

AN     I0.6                     // 三层下行指示灯

AN     M15.0                     LDN    M19.0

=      M16.0                     AN     M19.1

N3                               AN     M18.0 

// 二层上行指示灯                AN     M18.2

LDN    M16.0                     =      M18.4

AN     M17.1                    N8

AN     M16.1                    // 三层下行指示灯（楼外）

AN     M17.2                     LD     I0.4

=      M17.3                     O      M18.1

N4                               LDN    I1.0  

// 二层上行指示灯(楼外）         ON     M18.4

LD     I0.1                      ALD

O      M17.0                     LDN    I1.0

LDN    I0.7                      ON     M15.2

ON     M17.3                     ALD

ALD                              AN     M15.0

LDN    I0.7                      =      M18.1

ON     M15.1                     N9

ALD                              // 一层楼内指示灯

AN     M15.0                      LD     I1.4

=      M17.0                      O      M16.1

N5                                AN     I0.6

// 二层下行指示灯（楼外）         AN     M15.0

LD     I0.2                       =      M16.1

O      M17.1                      N10

LDN    I0.7                       // 二层楼内指示灯

ON     M17.4                      LD     I1.5

ALD                               O      M17.2

LDN    I0.7                       AN     I0.7

ON     M15.2                      AN     M15.0

ALD                               =      M17.2

AN     M15.0                      N18

=      M17.1                      // 三层楼内指示灯

N11                               LD     I1.6

// 三层上行指示灯                 O      M18.2

LDN    M16.0                      AN     I1.0

AN     M17.0                      AN     M15.0

AN     M17.1                      =      M18.2

AN     M18.1                      N19

AN     M16.1                      // 复位

AN     M17.2                      LD     I0.6

AN     M18.2                      O      I0.7

=      M18.3                      O      I1.0

N12                               O      I1.1

// 三层上行指示灯(楼外）          EU

LD     I0.3                       =      M13.0

O      M18.0                      N20

LDN    I1.0                       // 清零

ON     M18.3                      LD     M13.0

ALD                               MOVB   0, MB10

LDN    I1.0                       MOVB   0, MB11

ON     M15.1                      MOVB   0, MB12

ALD                               MOVB   0, MB13

AN     M15.0                      N21  

=      M18.0                      // 二层上行请求

N13                               LDB>   MB11, MB1

// 电梯位置赋值1                  =      M17.5

LD     I0.6                       N22

MOVB   1, MB1                      // 二层下行请求

N14                               LDB<   MB11, MB1

// 电梯位置赋值2                  =      M17.6

LD     I0.7                       N23

MOVB   2, MB1                      // 三层上行请求

N15                               LDB>   MB12, MB1

// 电梯位置赋值3                  =      M18.5

LD     I1.0                       N24

MOVB   3, MB1                      // 三层下行请求

N16                               LDB<   MB12, MB1                        

// 指示灯赋值1                    =      M18.6

LD     M16.0                      N25// 电梯门关保证

O      M16.1                      LD     I1.3

MOVB   1, MB10                    AN     I1.2

N17                               =      M13.1

// 指示灯赋值2                    N26

LD     M17.0                       // 指示灯赋值3

O      M17.1                      LD     M18.0

O      M17.2                      O      M18.1

MOVB   2, MB11                    O      M18.2

                                  MOVB   3, MB12

梯形程序图：

4电梯控制操作过程

电梯从一层开始运行。电梯先开门5秒钟，并检测是否有上行请求。其由一层运行到另一层由定时器来定义。两连续楼层之间的过渡时间为8S。只要有请求服务，电梯开门5秒钟以供接载乘客，然后等待下一个请求指令。每当有一个楼层通过时，指示灯有一秒的闪烁，以指示当前电梯即将达到指定楼层。这些请求要求其反方向运行以前，上下行方向与当前电梯运行方向应当一致，不管那个请求是首先呼叫。电梯系统将继续将剩下的请求以类似的方式完成。无论电梯还有多少请求指令等待完成，电梯将停留在当前所在楼层，开门5秒钟，然后自动关门，直到有新的请求指令激活。然而，在电梯运行过程中，程序设定电梯门永远不会开，不管什么时候，只要报警开关得电，报警信号开始闪烁，并且电梯轿厢将停在最近的目的地楼层，打开层门并冻结所有的电梯请求信号，直到电梯报警解除。

l   总结